Development of a highly potent bispecific antibody format targeting the novel tumor-specific antigen CLDN18.2

Due to multiple immune evasion mechanisms of cancer cells, novel therapy approaches are required to overcome the limitations of existing immunotherapies. Bispecific antibodies are potent anti-cancer drugs, which redirect effector T cells for specific tumor cell lysis, thus enabling the patient’s immune system to fight cancer cells. The antibody format used in this proof of concept study–bispecific ideal monoclonal antibodies termed BiMAB–is a tailor-made recombinant protein, which consists of two fused scFv antibodies recognizing different antigens. Both are arranged in tandem on a single peptide chain and the individual variable binding domains are separated by special non-immunogenic linkers. The format is comprised of a scFv targeting CLDN18.2–a gastric cancer tumor associated antigen (TAA) –while the second specificity binds the CD3 epsilon (CD3ε) subunit of the T cell receptor (TCR) on T cells. For the first time, we compared in our IMAB362-based BiMAB setting, four different anti-CD3-scFvs, respectively derived from the mAbs TR66, CLB-T3, as well as the humanized and the murine variant of UCHT1. In addition, we investigated the impact of an N- versus a C-terminal location of the IMAB362-derived scFv and the anti-CD3-scFvs. Thus, nine CLDN18.2 specific BiMAB proteins were generated, of which all showed a remarkably high cytotoxicity towards CLDN18.2-positive tumor cells. Because of its promising effectiveness, 1BiMAB emerged as the BiMAB prototype. The selectivity of 1BiMAB for its TAA and CD3ε, with affinities in the nanomolar range, has been confirmed by in vitro assays. Its dual binding depends on the design of an N-terminally positioned IMAB362 scFv and the consecutive C-terminally positioned TR66 scFv. 1BiMAB provoked a concentration and target cell dependent T cell activation, proliferation, and upregulation of the cytolytic protein Granzyme B, as well as the consequent elimination of target cells. Our results demonstrate that 1BiMAB is able to activate T cells independent of elements that are usually involved in the T cell recognition program, like antigen presentation, MHC restriction, and co-stimulatory effector molecules. In the first in vivo studies using a subcutaneous xenogeneic tumor mouse model in immune incompetent NSG mice, we could prove a significant therapeutic effect of 1BiMAB with partial or complete tumor elimination. The initial in vitro RIBOMAB experiments correspondingly showed encouraging results. The electroporation of 1BiMAB IVT-RNA into target or effector cells was feasible, while the functionality of translated 1BiMAB was proven by induced T cell activation and target cell lysis. Accordingly, we could show that the in vitro RIBOMAB approach was applicable for all nine BiMABs, which proves the RIBOMAB concept. Thus, the CLDN18.2-BiMAB strategy offers great potential for the treatment of cancer. In the future, administered either as protein or as IVT-RNA, the BiMAB format will contribute towards finding solutions to raise and sustain tumor-specific cellular responses elicited by engaged and activated endogenous T cells. This will potentially enable us to overcome immune evasion mechanisms of tumor cells, consequently supporting current solid gastric cancer therapies.

Induction of apoptosis and enhancement of chemosensitivity in human prostate cancer LNCaP cells using bispecific antisense oligonucleotide targeting Bcl-2 and Bcl-xL genes

OBJECTIVE: To determine whether a specifically designed bispecific (Bcl-2/Bcl-xL) antisense oligonucleotide (ASO) induces apoptosis and enhances chemosensitivity in human prostate cancer LNCaP cells, as Bcl-2 and Bcl-xL are both anti-apoptotic genes associated with treatment resistance and tumour progression in many malignancies, including prostate cancer. MATERIALS AND METHODS: Inhibition of Bcl-2 and Bcl-xL expression by the bispecific ASO was evaluated using real-time reverse transcription-polymerase chain reaction and Western blotting, while growth inhibition and induction of apoptosis were analysed by a crystal violet assay, flow cytometry and Western blotting of apoptosis-relevant proteins. The effect of combined treatment with bispecific ASO and chemotherapy or small-interference RNA (siRNA) targeting the clusterin gene was also investigated. RESULTS: Bispecific ASO reduced Bcl-2 and Bcl-xL expression in LNCaP cells in a dose-dependent manner. There was cell growth inhibition, increases in the sub-G0-G1 fraction, and cleavage of caspase-3 and poly(ADP-Ribose) polymerase proteins in LNCaP cells after bispecific ASO treatment. Interestingly, Bcl-2/Bcl-xL bispecific ASO treatment also resulted in the down-regulation of Mcl-1 and up-regulation of Bax. The sensitivity of LNCaP cells to mitoxantrone, docetaxel or paclitaxel was significantly increased, reducing the 50% inhibitory concentration by 45%, 80% or 90%, respectively. Furthermore, the apoptotic induction by Bcl-2/Bcl-xL bispecific ASO was synergistically enhanced by siRNA-mediated inhibition of clusterin, a cytoprotective chaperone that interacts with and inhibits activated Bax. CONCLUSIONS: These findings support the concept of the targeted suppression of Bcl-2 anti-apoptotic family members using multitarget inhibition strategies for prostate cancer, through the effective induction of apoptosis.

DARPins as bispecific receptor antagonists analyzed for immunoglobulin E receptor blockage

The concept of multispecific antibodies is of high therapeutic interest but has failed to produce pharmaceutical products due to the poor biophysical properties of such molecules. Here, we propose an alternative and simple way to generate bispecific binding molecules using designed ankyrin repeat proteins (DARPins). For this purpose, monovalent DARPins with different epitope specificities were selected against the alpha chain of the high-affinity receptor for human immunoglobulin E (IgE) (FcepsilonRIalpha). Two of the isolated binders interfering with IgE binding to the receptor were joined to each other or to themselves via a flexible protein linker. The resulting bivalent and bispecific DARPins were tested for their ability to prevent allergen-induced cell degranulation using rat basophilic leukemia cells stably transfected with human FcepsilonRIalpha. The bispecific DARPin construct was the most potent one, efficiently blocking the IgE-FcepsilonRI interaction and preventing the release of proinflammatory mediators. Noteworthy, the multivalent and multispecific DARPin construct did not show any alteration of the beneficial biophysical properties of the monovalent parental DARPins. Hence, bispecific DARPins may be used to generate receptor antagonists simultaneously targeting different epitopes on the same molecule. Moreover, they easily overcome the limiting immunoglobulin binding paradigm (one binding molecule=one epitope) and thereby represent an alternative to monoclonal antibodies in cases where the immunoglobulin scaffold is unsuitable.

A small bispecific antibody construct expressed as a functional single-chain molecule with high tumor cell cytotoxicity.

Construction of a bispecific single-chain antibody derivative is described that consists of two different single-chain Fv fragments joined through a Gly-Ser linker. One specificity of the two Fv fragments is directed against the CD3 antigen of human T cells and the other is directed against the epithelial 17-1A antigen; the latter had been found in a clinical trial to be a suitable target for antibody therapy of minimal residual colorectal cancer. The construct could be expressed in CHO cells as a fully functional protein, while its periplasmic expression in Escherichia coli resulted in a nonfunctional protein only. The antigen-binding properties of the bispecific single-chain antibody are indistinguishable from those of the corresponding univalent single-chain Fv fragments. By redirecting human peripheral T lymphocytes against 17-1A-positive tumor cells, the bispecific antibody proved to be highly cytotoxic at nanomolar concentrations as demonstrated by 51Cr release assay on various cell lines. The described bispecific construct has a molecular mass of 60 kDa and can be easily purified by its C-terminal histidine tail on a Ni-NTA chromatography column. As bispecific antibodies have already been shown to be effective in vivo in experimental tumor systems as well as in phase-one clinical trials, the small CD3/17-1A-bispecific antibody may be more efficacious than intact antibodies against minimal residual cancer cells.

Design and validation of a novel generic platform for the production of tetravalent IgG1-like bispecific antibodies

International audience

Engineered discoidin domain from factor VIII binds αvβ3 integrin with antibody-like affinity

Alternative scaffolds are non-antibody proteins that can be engineered to bind new targets. They have found useful niches in the therapeutic space due to their smaller size and the ease with which they can be engineered to be bispecific. We sought a new scaffold that could be used for therapeutic ends and chose the C2 discoidin domain of factor VIII, which is well studied and of human origin. Using yeast surface display, we engineered the C2 domain to bind to αvβ3 integrin with a 16 nM affinity while retaining its thermal stability and monomeric nature. We obtained a crystal structure of the engineered domain at 2.1 Å resolution. We have christened this discoidin domain alternative scaffold the “discobody.”

抗GD2-抗CD16及IL2-m融合蛋白的构建与活性研究

神经节甘脂GD2在正常的组织细胞中很少存在，而在黑色索瘤、小细胞肺癌、等肿瘤细胞表面大量存在。因此能特异性结合神经节营脂GD2，激活肿瘤附近免疫细胞功能的基因工程融合蛋白将为上述肿瘤的治疗开辟新的途径。实验中采用重叠PCR技术，将抗神经节普脂GDZ的单链抗体和抗CD16(FcyRIIIA)分子的单链抗体用（GGGG4s）3和sGGGGs两种连接肤连接，形成两个新型的anti-GD2／anti-CD16单链双特异性抗体基因N1M1和N2M2，将重组基因分别连接表达载体PSE380和pET22b（＋），得到重组质粒PSE380-N1M1／pSE380-N2M2和pET22b（+）-N1M1／pET22b（+）-N2M2。psE380-N1M1／pSE380-N2M2转化BL21后诱导表达，表达后的单链双特异性抗体以包涵体的形式存在于细胞中。pET22b（+）-N1M1／pET22b（+）-N2M2转化大肠杆菌BL21（DE3），表达的单链双特异性抗体以可溶形式存在于细胞的周质空问。实验中选择BL21（DE3）／pET22b（+）-N1M1和BL21（DE3）／pET22b（+）-N2M2作为双」亢的生产菌株，经均匀设计优化诱导条件后，两个单链双特异性抗体nlml和n2m2的表达量均可达菌体总蛋白的30％左右，分子量分别为54KD和53KD。实验中选择经过突变改变过的人IL-2（125Ala）与抗GDZ单链抗体触合，构建了副：合蛋白基因IL-2-M，连接表达载体PSE38。，重组质粒转化BI，21菌株，得到工程菌BL21／pSE38O-IL-2-M，诱等农达后，触合蛋白IL-2-m以包涵体的形式存在于细胞中，表达量约占菌体总蛋白的30％，分子量为43KD。IISA分析表明，诱导后表达的融合蛋白可与hIL-2抗体特异性结合。采用Ni-NTA亲和层析和分子筛层析纯化上述三种融合蛋自，纯度可达95％以上。用LDH法检测其对肿瘤的杀伤作月」，实验结果证明：实验构建的中．链双特异性抗体nlml和112m2均可以激活单个核细胞（PBMC），杀伤GDZ阳性肿瘤细胞：IL-2与抗GDZ单链抗体融合蛋白IL-2-m对GD2阳性肿瘤细胞也起到一定的杀伤作用；anti-GD2／anti-CD16单链双特异性抗体与融合蛋白IL-2-m联用效果史为显著。

Nouvelle approche pour modifier le tropisme des vecteurs adénoviraux à l’aide de ligands bispécifiques

L’adénovirus a été étudié dans l’optique de développer de nouveaux traitements pour différentes maladies. Les vecteurs adénoviraux (AdV) sont des outils intéressants du fait qu’ils peuvent être produits en grandes quantités (1X1012 particules par millilitre) et de par leur capacité à infecter des cellules quiescentes ou en division rapide. Les AdVs ont subi bon nombre de modifications pour leur permettre de traiter des cellules tumorales ou pour transporter des séquences génétiques exogènes essentielles pour le traitement de maladies monogéniques. Toutefois, les faibles niveaux d’expression du récepteur primaire de l’adénovirus, le CAR (récepteur à l’adénovirus et au virus coxsackie), réduit grandement l’efficacité de transduction dans plusieurs tumeurs. De plus, certains tissus normaux comme les muscles n’expriment que très peu de CAR, rendant l’utilisation des AdVs moins significative. Pour pallier à cette limitation, plusieurs modifications ont été générées sur les capsides virales. L’objectif de ces modifications était d’augmenter l’affinité des AdVs pour des récepteurs cellulaires spécifiques surexprimés dans les tumeurs et qui seraient exempts dans les tissus sains avoisinant. On peut mentionner dans les approches étudiées: l’utilisation de ligands bispécifiques, l’incorporation de peptides dans différentes régions de la fibre ou la substitution par une fibre de sérotypes différents. Notre hypothèse était que les domaines d’interaction complémentaire (K-Coil et ECoil) permettraient aux ligands de s’associer aux particules virales et d’altérer le tropisme de l’AdV. Pour ce faire, nous avons inclus un domaine d’interaction synthétique, le K-Coil,dans différentes régions de la fibre virale en plus de générer des mutations spécifiques pour abolir le tropisme naturel. Pour permettre la liaison avec les récepteurs d’intérêt dont l’EGF-R, l’IGF-IR et le CEA6, nous avons fusionné le domaine d’interaction complémentaire, le E-Coil, soit dans les ligands des récepteurs ciblés dont l’EGF et l’IGF-I, soit sur un anticorps à un seul domaine reconnaissant la protéine membranaire CEA6, l’AFAI. Suite à la construction des différents ligands de même que des différentes fibres virales modifiées, nous avons determiné tout d’abord que les différents ligands de même que les virus modifiés pouvaient être produits et que les différentes composantes pouvaient interagir ensemble. Les productions virales ont été optimisées par l’utilisation d’un nouveau protocole utilisant l’iodixanol. Ensuite, nous avons démontré que l’association des ligands avec le virus arborant une fibre modifiée pouvait entraîner une augmentation de transduction de 2 à 21 fois dans différentes lignées cellulaires. À cause de la difficulté des adénovirus à infecter les fibres musculaires occasionnée par l’absence du CAR, nous avons cherché à savoir si le changement de tropisme pourrait accroître l’infectivité des AdVs. Nous avons démontré que l’association avec le ligand bispécifique IGF-E5 permettait d’accroître la transduction autant dans les myoblastes que dans les myotubes de souris. Nous avons finalement réussi à démontrer que notre système pouvait induire une augmentation de 1,6 fois de la transduction suite à l’infection des muscles de souriceaux MDX. Ces résultats nous amènent à la conclusion que le système est fonctionnel et qu’il pourrait être évalué dans des AdVs encodant pour différents gènes thérapeutiques.

Faunal evidence of a Holocene pluvial phase in Southern Arabia with remarks on the morphological variability of Helenina anderseni

Although foraminifera have been found living in inland saline lakes isolated from the sea, this phenomenon has rarely been recognized in the fossil record. This study documents the occurrence of benthic foraminifera in Holocene lake sediments located nearly 500 km inland from the Red Sea, in the Al-Mundafan region of southern Saudi Arabia. The lake formed during a regional pluvial period, 10,500–6000 yr BP. The presence of foraminifera and brackish charophytes in the studied section represent an interval when the lake was slightly brackish due to high evaporation. The studied sediments yielded a bispecific benthic foraminiferal fauna comprised of Helenina anderseni and Trichohyalus aguayoi, as well as the brackish charophyte genus Lamprothamnium. The benthic foraminifera are species characteristic of mangrove swamps, salt marshes, and lagoons, which are environments currently widespread along the Red Sea coasts. Because the Al Mundafan area was never connected to the sea during the Quaternary, wading birds must have been the vector that transported the foraminifera to the paleolake.

Wirkmechanismen der trifunktionalen Antikörper catumaxomab und ertumaxomab in humanen Tumorsphäroid-Kokulturen

Ein neuer Ansatz der immunologischen Krebstherapie ist die Verwendung der bispezifischen, trifunktionalen Antikörper catumaxomab (anti-EpCAM x anti-CD3) und ertumaxomab (anti-Her2/neu x anti-CD3). Die Bispezifität besteht in der Bindung eines Tumor-assoziierten Antigens (EpCAM bzw. Her2/neu) und des CD3 Moleküls auf der Oberfläche von T-Zellen. Darüber hinaus stellt die Interaktion des Fc-Teils mit FcγRI/IIa/III positiven akzessorischen Immunzellen die dritte Funktion der Antikörper dar. Diese einzigartige Kombination ermöglicht theoretisch die Ausbildung eines Tri-Zell-Komplexes. In klinischen Studien konnte bereits die Wirksamkeit beider Antikörper nachgewiesen werden. Die eigentlichen Wirkmechanismen der trifunktionalen Antikörper jedoch sind noch nicht ausreichend bekannt. Um die Wechselwirkung zwischen den stark EpCAM- und schwach Her2/neu-positive FaDu- sowie den stabil mit humanem Her2/neu transfizierten FaDu E593-Tumorzellen, peripheren Blutmonozyten (PBMC) und trifunktionalen Antikörpern systematisch zu untersuchen wurde ein 3D-Tumormodell, die so genannten multizellulären Tumorsphäroide (MCTS), angewandt. Als Endpunkte zur Beurteilung der Therapieeffizienz dienten das Volumenwachstum der Sphäroide, sowie die Klonogenität und die Zellvitalität. Zur Beurteilung der PBMC-Penetration in die Sphäroide erfolgten immunhistochemische Färbungen und molekularbiologische Nachweise der Abwehrzellantigene. Entsprechend wurden in den Sphäroiden die Proliferationsrate über eine Ki67-Färbung sowie die Apoptoserate über eine FragEL-Markierung identifiziert. Die Aktivität der PBMC wurde durch die Bestimmung ausgewählter Zytokine (ELISA) und der Zellzahl aus den Medienüberständen charakterisiert. Die an den FaDu- und E593-Sphäroiden erzielten Ergebnisse zeigten, dass catumaxomab und ertumaxomab eine konzentrations- und zeitabhängige Abnahme des Sphäroidvolumens bewirkten. Die Schrumpfung der Tumorsphäroide ging mit einer Reduktion des proliferativen und mit einer Steigerung des apoptotischen Tumorzellanteils einher. Die histologischen Befunde weisen darauf hin, dass die Volumenreduktion durch eine gesteigerte Anzahl infiltrierender Leukozyten bedingt ist. Auf verschiedenen Methoden basierende Analysen der Immunzellsubtypen zeigten eine dominierende Infiltration von zytotoxischen T-Zellen in die Tumorsphäroide. Der Aktivitätsnachweis der T-Zellen wurde über die Detektion der IL-2 mRNA und des sekretierten Zytokins erbracht. Einen zusätzlichen Hinweis auf eine zelluläre Immunantwort liefert das Zytokinmuster mit hohen Konzentrationen an IFN-γ. Der direkte Vergleich beider Antikörper zeigte, dass der anti-tumorale Effekt abhängig von der Antigenexpression auf den Tumorzellen war. Die Analyse von Medienüberständen wies auf eine mehrheitlich höhere Zytokinausschüttung in Gegenwart des Tumorantigens hin. Sphäroid-Kokulturen, die mit dem parentalen anti-EpCAM Antikörper behandelt wurden, zeigten keine Volumenreduktion. Im Gegensatz dazu führte der parentale CD3-Antikörper, das CD3- und Tumorzell-bindende catumaxomab F(ab')2 Fragment oder eine Kombination beider parentaler Antikörper zu einer anti-tumoralen Wirkung, die jedoch nicht so stark war wie die des trifunktionalen Antikörpers catumaxomab. Demnach ist für catumaxomab gezeigt, dass für die Effektivität des Antikörpers die Trifunktionalität unabdingbar ist. Daraus leitet sich ab, dass die Aktivierung der Abwehrzellen durch kostimulatorische Signale notwendig ist und über die Tumorantigenbindung Mechanismen wie ADCC (antibody-dependent cellular cytotoxicity) zum Tragen kommen. Die Experimente mit gleichzeitiger Gabe von trifunktionalen Antikörpern und Immunsuppressiva haben gezeigt, dass eine Kombination beider Agenzien möglich ist. Die Konzentrationen sind jedoch sorgfältig derart zu wählen, dass die Zytokinausschüttung und die damit verbundenen Nebenwirkungen reduziert sind, ohne dass die anti-tumorale Wirkung der Antikörper maßgeblich beeinflusst wird. T-Zellen bedienen sich nach Aktivierung für die rasche Proliferation einer gesteigerten aeroben Glykolyse. Unter Behandlung der Kokulturen mit catumaxomab konnte im Vergleich zu anderen immunstimulatorischen Agenzien die größte Steigerung der Laktatproduktion bzw. der Azidifizierungs- und Sauerstoffverbrauchsrate detektiert werden. Diese Effekte weisen auf eine metabolische Aktivierung der PBMC durch catumaxomab hin. Das von den Tumorzellen abgegebene Laktat kann die Immunzellen jedoch inhibieren. Daher wäre die Kombination mit Glykolyseinhibitoren ein möglicher Ansatz, um die Therapieeffizienz weiter zu steigern. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass eine Komedikation der trifunktionalen Antikörper mit Chemotherapeutika zu einer gesteigerter Wirkung führte. Insgesamt liegt die Zukunft der Immuntherapien wohl in der Kombination mit anderen Wirkstoffklassen, die anti-tumorale Effekte verstärken oder immunsupprimierende Mechanismen inhibieren.

Entwicklung eines pharmakologischen Modells zur Prüfung immuntherapeutischer Antikörper mit dreidimensionalen Tumorzellkulturen in vitro

In den letzten Jahren hat die Tumorbehandlung mit immunologischen Präparaten an Bedeutung gewonnen. Der allgemeine Ablauf der Testung eines Arzneimittelkandidaten sieht vor, zunächst in Zellkulturversuchen und Tierversuchen Wirkweise und Sicherheit, sowie voraussichtliche Abbauwege und mögliche Gefahren so beurteilen zu können, dass sie für einen Einsatz im Menschen in Frage kommen. Zur präklinischen in vitro-Testung werden dabei in der Regel Monolayer-Zellkulturen oder Einzelzellsuspensionen eingesetzt. Der Einsatz von 3D-Zellkulturmodellen, welche den Aufbau von Mikrometastasen oder intervaskuläre Areale in Tumoren exakter widerspiegeln, führt zu wesentlich besseren Voraussagen bezüglich der klinischen Wirksamkeit neuer Präparate. Das Ziel dieser Arbeit war daher die Entwicklung und Anwendung eines neuen 3D-Zellkulturbasierten Systems zur Testung trifunktionaler bispezifischer Antikörper für die Tumorbehandlung, welches sich auch auf andere vergleichbare Präparate übertragen lässt.rnIn meiner Arbeit konnte ich mehrere humane Tumorzelllinien definieren, mit denen es gelang, stabile Co-Kulturen von Multi Cellular Tumour Spheroids (MCTS) mit Peripheral Blood Mononuclear Cells (PBMC) in miniaturisierten Spinner-Flaschen zu etablieren. Spinner-Flaschen, in denen die im Kulturmedium befindlichen Immunzellen, MCTS und Therapeutika ständig frei zirkulieren, sind besonders für eine wirklichkeitsnahe Nachbildung der in vivo-Simulation mit disseminierten Tumorzellen oder mit malignem Aszites geeignet. Diese Art der Kultivierung erlaubte Beobachtungszeiten von ≥20 Tagen für eine große Bandbreite Analysemethoden. Zu den mit dem erstellten Protokoll standardmäßig durchführbaren Analysemethoden zählen unter anderem immunhistochemische Färbungen an Sphäroid-Gefrierschnitten, Vitalitätstest, Untersuchung der Plattierungs-Effizienz, Bestimmung der Sphäroidvolumina, Zytokinbestimmungen aus dem Medienüberstand mit Cytokine Bead Arrays, PCR-Analysen immunzellspezifischer Antigene, sowie durchflusszytometrische Analysen. Diese Methodenkombination erlaubt einen sehr detaillierten Einblick in die Wirkweise und Effizienz neuer Immuntherapeutika aus verschiedensten Blickwinkeln und stellt ein reproduzierbares Testsystem zur präklinischen Testung von Immuntherapeutika dar, das zukünftig als Bindeglied zwischen Monolayer-Zellkulturen und klinischen Prüfungen einen festen Platz einnehmen könnte.rnMit dem beschriebenen 3D-Zellkultur-System wurden in der vorliegenden Arbeit die trifunktionalen bispezifischen Antikörper catumaxomab (unter dem Handelsnamen Removab® für die Behandlung maligner Ascites zugelassen) und ertumaxomab (derzeit in klinischen Prüfungen) hinsichtlich ihrer Wirkweise untersucht. Die Antikörper besitzen im Gegensatz zu herkömmlichen monoklonalen Antikörpern zwei verschiedene Bindungsarme, einer gegen CD3 auf T-Zellen, der zweite gegen EpCAM respektive Her2/neu - beides weit verbreitete Tumorantigene - gerichtet. An ihrem Fc-Teil besitzen sie eine dritte Bindungskapazität, über welche sie an Fcγ RI, -IIa und -III positive akzessorische Zellen binden. Diese Kombination ermöglicht theoretisch die Ausbildung eines Tri-Zell-Komplexes aus T-Zelle, Tumorzelle und akzessorischer Zelle. Dies stellt eine wirkungsvolle Therapieoption unter Ausnutzung der körpereigenen, immunologischen Abwehr dar. rnIm Rahmen dieser Arbeit wurde gezeigt, dass beide Antikörper eine Größenreduktion der Sphäroide mit den entsprechenden Tumorantigenen in gleichem Maße bewirkten und die Plattierungseffizienz durch ertumaxomab dosisabhängig reduziert wurde. Mit dem erstellten Testsystem konnte der Wirkmechanismus von catumaxomab auf Sphäroide der Zelllinie FaDu (Kopf-Hals-Plattenepithelkarzinom) detaillierter gezeigt werden: catumaxomab wirkte dosisabhängig auf die Reduktion der Sphäroidvolumina und die zunehmende Infiltration von CD45+ Zellen, die als T-, NK- und/oder dendritische Zellen identifiziert wurden. Des Weiteren rief die catumaxomab-Gabe eine verstärkte Ausschüttung der Zytokine IL-2, IFN-γ und TNF-α hervor. Diese Ergebnisse sprechen dafür, dass catumaxomab die zelluläre Immunantwort aktiviert.rnDie Standard-Tumorbehandlung beinhaltet die Gabe von Chemotherapeutika. Oft werden dafür Zytostatika mit dem unerwünschten Nebeneffekt auch gesunde proliferierende Zellen anzugreifen verwendet. Dies kann prinzipiell auch die Wirksamkeit der Antikörper-Therapie beeinflussen. Aus diesem Grund wurden in dieser Arbeit zusätzlich vergleichende Kombinations-Versuche mit catumaxomab und einem gängigen Zytostatikum - Cisplatin - durchgeführt. Mit Untersuchungen der Sphäroidvolumina, Vitalitätstests und Plattierungseffizienz konnte gezeigt werden, dass die Wirkung von catumaxomab bei gleichzeitiger Anwendung beider Therapeutika aufrecht erhalten bleibt und diese sogar additiv verstärkt wird. Eine Kombinationstherapie im Menschen ist daher denkbar.rnrn

Untersuchungen zur antitumoralen Wirkungsweise eines bispezifischen MCSP-CD3 Antikörpers in vitro und im humanisierten Tumormausmodell

Humanes MCSP ist ein gut charakterisiertes Tumorantigen, das auf der Mehrzahl aller malignen Melanome hoch exprimiert wird, und stellt somit eine gute Zielstruktur für immuntherapeutische Ansätze dar. rnInnerhalb der vorliegenden Arbeit wurden die Wirkmechanismen eines neuen bispezifischen Antikörpers, der gegen humanes MCSP und CD3 auf T-Zellen gerichtet ist, in vitro und im humanisierten Tumormausmodell in vivo untersucht. In humanen T Zellkokulturen induzierte der bispezifische MCSP-CD3 Antikörper in Gegenwart MCSP-positiver Melanomzellen konzentrationsabhängige T-Zellaktivierung, Sekretion von Zytokinen und effiziente Tumorzelllyse durch CD4- und CD8-positive T-Zellen. Die induzierte Lyse war hierbei unabhängig von der T-Zellrezeptorspezifität sowie kostimulatorischen Molekülen und allein abhängig von der Expression des Tumorantigens sowie CD3 auf den T-Zellen. Wie hier diskutiert, liegt es nahe, dass die Freisetzung lytischer Moleküle (Perforin und Granzym-B) durch CD8- und auch CD4 positiver T-Zellen den Hauptmechanismus in der Lyse der Melanomzellen darstellt. rnUm die Wirksamkeit in vivo testen zu können, wurde ein humanisiertes Tumormausmodell etabliert. Die Injektion humaner hämatopoetischer Stammzellen in neugeborene Rag2-/-gc-/- Mäuse führte zur Entwicklung funktioneller T-Zellen im murinen Thymus, welche lymphatische Organe besiedelten. In vitro induzierten die T-Zellen humanisierter Mäuse in Anwesenheit des bispezifischen MCSP-CD3 Antikörpers ebenfalls konzentrationsabhängige Lyse der Melanomzellen. Wie hier gezeigt, induzierte die Injektion humaner Melanomzellen in humanisierte Mäuse keine messbare Abstoβungsreaktion. Unter Behandlung mit MCSP-CD3 wurde zwar eine erhöhte Anzahl humaner T-Zellen im Tumorgewebe nachgewiesen, jedoch verfügte die verwendete Melanomzelllinie über eine geringe basale T Zellinfiltration, geringe Vaskularisierung und ein noduläres Wachstumsverhalten. Wie innerhalb dieser Arbeit diskutiert, kann durch die Kombination mit Therapien, die eine erhöhte T-Zellinfiltration in das Tumorgewebe ermöglichen, die Wirksamkeit von bispezifischen Antikörpern möglicherweise gesteigert werden. rn

Inhibition of ongoing allergic reactions using a novel anti-IgE DARPin-Fc fusion protein

Aggregation of the high-affinity IgE receptor (FcεRI) with the low-affinity IgG receptor (FcγRIIb) on basophils or mast cells has been shown to inhibit allergen-induced cell degranulation. Molecules cross-linking these two receptors might therefore be of interest for the treatment of allergic disorders. Here, we demonstrate the generation of a novel bispecific fusion protein efficiently aggregating FcεRI-bound IgE with FcγRIIb on the surface of basophils to prevent pro-inflammatory mediator release.

Preferential synaptic relationships between substance P-immunoreactive boutons and neurokinin 1 receptor sites in the rat spinal cord

Substance P plays an important role in the transmission of pain-related information in the dorsal horn of the spinal cord. Recent immunocytochemical studies have shown a mismatch between the distribution of substance P and its receptor in the superficial laminae of the dorsal horn. Because such a mismatch was not observed by using classical radioligand binding studies, we decided to investigate further the issue of the relationship between substance P and its receptor by using an antibody raised against a portion of the carboxyl terminal of the neurokinin 1 receptor and a bispecific monoclonal antibodies against substance P and horseradish peroxidase. Light microscopy revealed a good correlation between the distributions of substance P and the neurokinin 1 receptor, both being localized with highest densities in lamina I and outer lamina II of the spinal dorsal horn. An ultrastructural double-labeling study, combining preembedding immunogold with enzyme-based immunocytochemistry, showed that most neurokinin 1 receptor immunoreactive dendrites were apposed by substance P containing boutons. A detailed quantitative analysis revealed that neurokinin 1 receptor immunoreactive dendrites received more appositions and synapses from substance P immunoreactive terminals than those not expressing the neurokinin 1 receptor. Such preferential innervation by substance P occurred in all superficial dorsal horn laminae even though neurokinin 1 receptor immunoreactive dendrites were a minority of the total number of dendritic profiles in the above laminae. These results suggest that, contrary to the belief that neuropeptides act in a diffuse manner at a considerable distance from their sites of release, substance P should act on profiles expressing the neurokinin 1 receptor at a short distance from its site of release.